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磨床箱体工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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关键词：: 磨床箱体工艺夹具设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

资源描述：

中文摘要及关键词III

英文摘要及关键词IV

第1章绪论1

1.1 本课题的研究内容和意义1

1.2 国内外的发展概况2

1.3 本课题应达到的要求3

第2章磨床箱体的图样分析4

2.1 磨床箱体的作用4

2.2 磨床箱体的图样分析4

2.3 工艺分析5

第3章工艺规程设计7

3.1 确定毛坯的制造形式7

3.2 定位基准的选择8

3.2.1 粗基准的选择8

3.2.2 精基准的选择9

3.3 拟定工艺路线10

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定13

3.5 切削用量及工时定额的确定14

第4章镗孔、孔夹具设计24

4.1 研究原始质料24

4.2设计要求24

4.3 夹具的组成25

4.3 夹具的分类和作用26

4.5 定位、夹紧方案的选择28

4.6 切削力及夹紧力的计算28

4.7 误差分析与计算32

4.8 夹具设计及操作的简要说明34

总结35

致谢36

参考文献37

中文摘要及关键词

摘要：本文是在磨床箱体的图样分析后进行磨床箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。

磨床箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。

在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。

关键词:磨床箱体；加工工艺；工序；专用夹具

英文摘要及关键词

Abstract：This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture.

The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters.

In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture.

Key words: Headstock; processing; process; special fixtures

第1章绪论

1.1 本课题的研究内容和意义

工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。

机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。

机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。

随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。

磨床溜板箱零件图.png

镗孔夹具装配图.png

夹具体.png

镗孔支架.png

垫板.png

起吊螺丝.png

菱形销.png

定位销.png

工序和过程卡.png

说明书1.png

说明书2.png

说明书3.png

内容简介：: 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 30 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称粗铣材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具铣床 X52K 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）粗铣箱体右端平面面铣刀游标卡尺 2 0.9 200 150 0.1 设计者指导教师共 13 页第页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 40 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称粗铣材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具铣床 X52K 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）粗铣 B 面面铣刀游标卡尺 2 0.9 200 150 0.1 设计者指导教师共 13 页第页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 50 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称粗铣材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具铣床 X52K 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）粗铣 D 面面铣刀游标卡尺 2 0.9 200 150 0.1 设计者指导教师共 13 页第 3 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 60 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称钻铰孔材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具摇臂钻床 Z525 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）钻、铰孔 2- 8 定位销孔钻头、铰刀游标卡尺 2 0.9 200 100 0.098 设计者指导教师共 13 页第 4 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 70 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称钻孔材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具摇臂钻床 Z525 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）钻孔 2- 10 钻头游标卡尺 2 0.9 200 100 0.098 设计者指导教师共 13 页第 5 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 80 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称钻孔材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具摇臂钻床 Z525 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）钻孔 4- 11 、 4- 17 钻头游标卡尺 2 0.9 200 100 0.098 设计者指导教师共 13 页第 6 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 90 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称粗铣材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具铣床 X52K 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）粗铣左边小端面面铣刀游标卡尺 2 0.9 200 150 0.1 设计者指导教师共 13 页第 7 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 100 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称铣材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具铣床 X52K 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）铣宽度为 185 的两端面面铣刀游标卡尺 2 0.9 200 150 0.1 设计者指导教师共 13 页第 8 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 110 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称粗精镗材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具卧式镗床 T68 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）粗精镗 32 孔、 35 孔镗刀游标卡尺 2 0.5 500 90 0.35 设计者指导教师共 13 页第 9 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 120 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称粗精镗材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具卧式镗床 T68 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）粗精镗 25 孔、 32 孔、42 孔镗刀游标卡尺 2 0.5 500 90 0.35 设计者指导教师共 13 页第 10 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 130 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称钻孔材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具摇臂钻床 Z525 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）钻孔 3-M5， M8 攻丝，保证尺寸公差要求钻头游标卡尺 2 0.9 200 100 0.098 设计者指导教师共 13 页第 11 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 140 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称钻孔材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具摇臂钻床 Z525 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）钻底面各个孔，保证尺寸公差要求钻头游标卡尺 2 0.9 200 100 0.098 设计者指导教师共 13 页第 12 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工序卡片产品型号零件图号工序号 150 产品名称磨床零件名称磨床箱体工序名称钻孔材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件 HT150 加工车间切削液设备机加工名称型号夹具名称及编号辅助工具摇臂钻床 Z525 专用夹具更改内容工步号工步内容刀具量具走刀长度（ mm）单边余量（ mm）走刀次数切削深度进给量（ nn/r 或mm/min）主轴转速（ r/min）切削速度（ m/min）基本时间（ min）钻上端面各个孔，保证尺寸公差要求钻头游标卡尺 2 0.9 200 100 0.098 设计者指导教师共 13 页第 13 页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称磨床箱体零件名称磨床箱体材料牌号 HT150 毛坯种类铸件毛坯尺寸每坯件数每台件数工序号工序内容加工车间设备夹具刀具量具单件工进 (min) 名称型号名称规格名称规格名称规格 10 铸造，清理铸造 20 对零件的轴线及基准参考线划线，了解各道工序加工要求及加工余量 30 粗铣箱体右端平面机加工铣床 X52K 通用夹具面铣刀游标卡尺 40 粗铣 B 面机加工铣床 X52K 通用夹具面铣刀游标卡尺 50 粗铣 D 面机加工铣床 X52K 通用夹具面铣刀游标卡尺 60 钻、铰孔 2- 8 定位销孔机加工摇臂钻床 Z525 专用夹具钻头、铰刀游标卡尺 70 钻孔 2- 10 机加工摇臂钻床 Z525 专用夹具钻头游标卡尺 80 钻孔 4- 11 、 4- 17 机加工摇臂钻床 Z525 专用夹具钻头、铰刀游标卡尺 90 粗铣左边小端面机加工铣床 X52K 通用夹具面铣刀游标卡尺 100 铣宽度为 185 的两端面机加工铣床 X52K 通用夹具面铣刀游标卡尺 110 粗精镗 32 孔、 35 孔机加工卧式镗床 T68 专用夹具镗刀游标卡尺设计者指导教师共页第页线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院工程与技术系机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称磨床箱体零件名称磨床箱体材料牌号 HT150 毛坯种类铸件毛坯尺寸每坯件数每台件数工序号工序内容加工车间设备夹具刀具量具单件工进 (min) 名称型号名称规格名称规格名称规格 120 粗精镗 25 孔、 32 孔、 42 孔机加工卧式镗床 T68 专用夹具镗刀游标卡尺 130 钻孔 3-M5， M8 攻丝，保证尺寸公差要求机加工摇臂钻床 Z525 专用夹具钻头游标卡尺 140 钻底面各个孔，保证尺寸公差要求机加工摇臂钻床 Z525 专用夹具钻头游标卡尺 150 钻上端面各个孔，保证尺寸公差要求机加工摇臂钻床 Z525 专用夹具钻头游标卡尺 160 去毛刺钳工台锉刀、砂纸游标卡尺 170 清洗清洗机苏打水清洗液游标卡尺 180 检验检验台游标卡尺设计者指导教师共页第页线订装nts 湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业设计题目磨床箱体工艺及夹具设计学生姓名学号专业班级指导老师 2015 年 3 月 27 日nts磨床箱体工艺及夹具设计 I 目录中文摘要及关键词 . III 英文摘要及关键词 . IV 第 1 章绪论 . 1 1.1 本课题的研究内容和意义 . 1 1.2 国内外的发展概况 . 2 1.3 本课题应达到的要求 . 3 第 2 章磨床箱体的图样分析 . 4 2.1 磨床箱体的作用 . 4 2.2 磨床箱体的图样分析 . 4 2.3 工艺分析 . 5 第 3 章工艺规程设计 . 7 3.1 确定毛坯的制造形式 . 7 3.2 定位基准的选择 . 8 3.2.1 粗基准的选择 . 8 3.2.2 精基准的选择 . 9 3.3 拟定工艺路线 . 10 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 13 3.5 切削用量及工时定额的确定 . 14 第 4 章镗 32 孔、 35 孔夹具设计 . 24 4.1 研究原始质料 . 24 4.2 设计要求 . 24 nts磨床箱体工艺及夹具设计 II 4.3 夹具的组成 . 25 4.3 夹具的分类和作用 . 26 4.5 定位、夹紧方案的选择 . 28 4.6 切削力及夹紧力的计算 . 28 4.7 误差分析与计算 . 32 4.8 夹具设计及操作的简要说明 . 34 总结 . 35 致谢 . 36 参考文献 . 37 nts磨床箱体工艺及夹具设计 III 中文摘要及关键词摘要：本文是在磨床箱体的图样分析后进行磨床箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。磨床箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。关键词 :磨床箱体；加工工艺；工序；专用夹具 nts磨床箱体工艺及夹具设计 IV 英文摘要及关键词 Abstract： This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture. The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters. In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture. Key words: Headstock; processing; process; special fixtures nts磨床箱体工艺及夹具设计 1 第 1 章绪论 1.1 本课题的研究内容和意义工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止 ,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一 ,刀具本身已高度标准化 ,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关 ,产品一有变化就需重新制作 ,通常是属于专用性质的工具 ,模具已发展成为独立的行业 ;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。组合夹具不仅具nts磨床箱体工艺及夹具设计 2 有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想 ,又符合节约资源的原则 ,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位。机床夹具通常是指装夹工件用的装置 :至于装夹各种刀具用的装置 ,则一般称为“辅助工具 ”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围 ,一般可分为通用夹具 ,专用夹具和可调整式夹具等。通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。 1.2 国内外的发展概况工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行nts磨床箱体工艺及夹具设计 3 夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。 1.3 本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对磨床箱体的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析磨床箱体的加工工艺，确定磨床箱体各加工表面的加工方法，进而形成磨床箱体的机械加工工艺路线。并能根据磨床箱体的加工工序要求，分析磨床箱体的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个磨床箱体的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的磨床箱体加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有 H/B1 1.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 4 第 2 章磨床箱体的图样分析 2.1 磨床箱体的作用磨床箱体 ,如图 2.1 及图 2.2 所示，其主要作用是：磨床箱体类零件是机器或部件的基础零件，磨床箱体是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种方向的移动，同时磨床箱体分出部分动力将运动传给丝杠。同时它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因而磨床箱体是主传动系中的关键零件。因此，磨床箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。图 2.1 磨床箱体 2.2 磨床箱体的图样分析在编制磨床箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究磨床箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该磨床箱体在产品中的位置和nts磨床箱体工艺及夹具设计 5 作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。磨床箱体的材料为 HT150，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动磨床箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： 1）该零件为机床磨床箱体，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。 2）材料 HT150。 3）铸件人工时效处理。 2.3 工艺分析工艺分析的目的主要有两个：一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加工。为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在 D 面和W 面上。镗孔时，在可能的条件下尽量采用 “支承镗削 ”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。铸造时一般 50mm以下孔不铸出。孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 6 磨床箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此磨床箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此磨床箱体的加工中保证各孔正确位置是靠 T68 坐标镗床手动控制坐标来完成的，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。根据磨床箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 7 第 3 章工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。毛坯选择时，应全面考虑以下因素： 1）零件的材料及机械性能要求； 2）零件的结构形状与外形尺寸； 3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性； 4）现有生产条件； 5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常磨床箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是 HT150400，当载荷较大时，采用 HT300540 高强铸铁。磨床箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的磨床箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。该零件为磨床箱体类，且外型尺寸较大，材料为 HT150，零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图 3.1 磨床箱体毛坯图所示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献机械制造工艺简明手册确定各表面加工余量。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使磨床箱体壁厚尽量均匀，磨床箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 8 该磨床箱体的材料是 HT150，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高磨床箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。 3.2 定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。磨床箱体定位基准的选择，直接关系到磨床箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守 “基准统一 ”和 “基准重合 ”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。该磨床箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故磨床箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证磨床箱体的加工精度。 3.2.1 粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：重要表面原则为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。不加工表面原则为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。余量最小原则如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。使用一次原则因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。平整光洁原则 nts磨床箱体工艺及夹具设计 9 以便工件定位可靠、夹紧方便。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用磨床箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成磨床箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。该磨床箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工该磨床箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。 3.2.2 精基准的选择选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则： 1) 基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 2) 基准统一原则应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。 3) 自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 4) 互为基准原则 5) 便于装夹原则所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。为了保证磨床箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，磨床箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合nts磨床箱体工艺及夹具设计 10 误差，有利于提高磨床箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。该零件以三面定位，磨床箱体上的装配基准为平面，而它们又是磨床箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高磨床箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知： D 面、 W 面为精基准。 3.3 拟定工艺路线 3.3.1 划分加工阶段零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段：粗加工阶段此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。半精加工阶段此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等），为精加工做好准备。精加工阶段切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。光整加工阶段此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（ IT6 级以上）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。根据加工阶段划分的要求及零件的批量，该磨床箱体的加工划分为 3 个阶段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗）、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔）。 3.3.2 安排加工顺序复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 11 切屑加工工序顺序的安排原则 1）先粗后精各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。 2）先主后次零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。 3）先面后孔原则对于磨床箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。 4）先基准后其他作为精基准的表面要首先加工出来。该磨床箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可减少钻孔时钻头引偏和刀具崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安排原则。 3.3.3 拟定加工工艺路线拟定工艺路线的出发点：应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出磨床箱体的加工艺路线。初拟磨床箱体加工工艺路线方案一如表 3-1 所示。表 3-1 工艺路线方案一工序号工序内容 10 铸造，清理 20 对零件的轴线及基准参考线划线，了解各道工序加工要求及加nts磨床箱体工艺及夹具设计 12 工余量 30 粗铣箱体右端平面 40 粗铣 B 面 50 粗铣 D 面 60 钻、铰孔 2- 8 定位销孔 70 钻孔 2- 10 80 钻孔 4- 11 、 4- 17 90 粗铣左边小端面 100 铣宽度为 185 的两端面 110 粗精镗 32 孔、 35 孔 120 粗精镗 25 孔、 32 孔、 42 孔 130 钻孔 3-M5， M8 攻丝，保证尺寸公差要求 140 钻底面各个孔，保证尺寸公差要求 150 钻上端面各个孔，保证尺寸公差要求 160 去毛刺 170 清洗 180 检验方案一在镗孔时，把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，满足了粗精分开的原则，可以有效避免因粗精不分给工件带来的加工应力无法释放的危害，有效地保证了零件的加工精度。而且四个是孔同时进行加工的，不仅可以保证各主轴孔间的相互位置精度，而且还有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的劳动强度。考虑到机械加工顺序安排原则及零件的生产成本等因素，其优越性在于把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，符合切削加工工序顺序的先粗后精安排原则，而且各轴孔加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工进行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面质量，可以逐渐提高各个轴孔的质量要求，可以提高各轴孔间的相互位置精度和各自的尺寸精度，保证磨床箱体零件的技术要求，确定其为此零件的加工工艺路线。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 13 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定磨床箱体体的材料是 HT150，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下：顶面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得顶面 B 长度方向的单边加工余量如下：精加工余量： Z2 =2.5mm 粗加工余量： Z1 =5.5mm 毛坯余量： Z =5.5+2.5=8mm 两侧面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得两侧面 A、 C 长度方向的单边加工余量如下：精加工余量： Z2 =2.5mm 粗加工余量： Z1=5.5mm 毛坯余量： Z =5.5+2.5=8mm 平面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得平面 D、 W 长度方向的单边加工余量如下：精磨余量： Z4=1.0mm 粗磨余量： Z3=1.5mm 半精刨余量： Z2 =3.5mm 粗刨余量： Z1=5.0mm 毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm 内孔 32 根据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表 3-4 所示。表 3-4 工序尺寸及公差表 (mm) nts磨床箱体工艺及夹具设计 14 工序名称工序双面余量 Zb 工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差浮动镗 0.08 32 IT6 32 精镗 0.22 32-0.08=31.92 IT7 31.92J7 半精镗 1.7 31.92-0.22=31.7 IT9 31.7J9 粗镗 2 31.7-1.7=30 IT11 30J11 铸造（毛坯） 4 30-2=28 2 38 2 3.5 切削用量及工时定额的确定受论文篇幅所限，只选取部分工序及加工内容进行工艺计算，还请谅解。工序 30 粗铣箱体右端平面加工条件：工件材料： HT150，铸造。机床： X52K 立式铣床。查机械加工工艺师手册表 30-34 选择工艺装备及确定切削用量。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， mmD 110 ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。因其单边余量： Z=2mm。所以铣削深度 pa： mmap 2。每齿进给量 fa ：根据机械加工工艺师手册表 2.4-75，取 Zmmaf /10.0。取铣削速度 V ：参照机械加工工艺师手册表 30-34，取 smv /22.1 。由式 3-1 得机床主轴转速 n ： 21211014.3 6022.11 0 001 0 00 d Vn 按照机械加工工艺师手册表 3.1-74 可以查得机床与之接近的转速为3 0 0 / m innr 。实际铣削速度 v ： smdnv /73.1601 0 00 30011014.31 0 00 进给量fv： smmZnavff /4.460/300811.0 。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 15 工作台每分进给量mf： m in/288/8.4 mmsmmvffm 。铣削宽度a：根据机械加工工艺师手册表 2.4-81，取 mma 60。被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm 。刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a (3.2) 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 1 1 3 mm 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 。走刀次数为 1 加工条件：工件材料： HT150，铸造。机床： X52K 立式铣床。查机械加工工艺师手册表 30-34 选择工艺装备及确定切削用量。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， mmD 100 ，齿数 12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量： Z=1mm。铣削深度pa： mmap 0.1。每齿进给量fa：根据机械加工工艺师手册表 3031，取 Zmmaf /08.0。铣削速度 v ：参照机械加工工艺师手册表 3031，取 smv /32.0 。机床主轴转速 n ，由式（ 3.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照机械加工工艺师手册表 3.1-74 可以查得机床与之接近的转速为75 / m innr 。实际铣削速度 v ： smdnv /4.0601 0 00 7510014.31 0 00 进给量 fV ，由式（ 2.3）有： smmZnavff /25.260/751215.0 。工作台每分进给量mf： m in/135/25.2 mmsmmvffm 。 nts磨床箱体工艺及夹具设计 16 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 210 。刀具切入长度 1l ：精铣时 mmDl 1001 。刀具切出长度 2l ：取 mml 22 。走刀次数为 1 根据机械加工工艺师手册： 1t =249/(37.53)=2.21min。根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 41.01 ft。精铣宽度为 20mm 的下平台根据机械加工工艺师手册切削工时： 2t =249/(37.53)=2.21min。根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 41.02 ft。粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时： 2121 ff ttttt m i n42.541.0

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